《Case Studies on Transport Policy》:Mapping the impact of Industry 4.0 technologies on port sustainability: A systematic literature review
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随着港口经历快速数字化转型,工业4.0(Industry 4.0,I4.0)技术与可持续性目标之间的联系日益紧密。研究人员开展了一项系统文献综述,纳入截至2025年7月发表的51篇同行评审期刊论文,考察I4.0技术如何贡献于港口可持续性。综述限定于Scopus
随着港口经历快速数字化转型,工业4.0(Industry 4.0,I4.0)技术与可持续性目标之间的联系日益紧密。研究人员开展了一项系统文献综述,纳入截至2025年7月发表的51篇同行评审期刊论文,考察I4.0技术如何贡献于港口可持续性。综述限定于Scopus索引论文,排除会议论文、技术报告、政策文件及行业相关研究。借助文献计量图谱与主题综合,研究人员识别了文献中讨论的主要技术群组,并阐释这些技术如何赋能集成港口功能以产生可持续性结果。研究结果表明,文献集中于物联网(Internet of Things,IoT)、人工智能(Artificial Intelligence,AI)、机器学习(Machine Learning,ML)与自动化等技术,其主要支撑运营效率提升、能源管理与减排等改善。相比之下,可持续性的社会维度相对未被充分探索,尤其涉及劳动力适应、利益相关者包容与以人为本影响方面。综述进一步提出一个三层框架,将I4.0技术、赋能的集成港口功能以及跨越经济、环境与社会支柱的可持续性结果相联结。最后,研究人员识别出主要研究缺口,包括实证实施研究数量有限,以及亟需更多集成化且面向社会的智能港口研究。
研究背景方面,港口作为全球供应链关键节点承担超80%世界贸易,在I4.0驱动下正由第四代向第五代(Port 4.0/智能港口)演进。既有文献多聚焦单一技术或孤立可持续性维度,未系统解释技术经“集成港口功能”这一中介产生价值的过程,亦忽视社会维度。为此,研究人员依据首选系统综述与荟萃分析条目(PRISMA)指南,在Scopus库以三层关键词结构检索,经筛选保留51篇2011—2025年英文同行评审期刊论文,采用文献计量性能分析、Biblioshiny(bibliometrix R包)作者关键词共现网络(Louvain社区检测、最小共现阈值2、PageRank中心性)及五维结构化编码(I4.0技术、集成港口功能、可持续性支柱、研究方法、研究情境)展开分析。论文发表于《Case Studies on Transport Policy》。
主要关键技术方法概括:研究人员采用系统文献综述(SLR)结合定量文献计量学,数据源于Scopus(2011—2025年,TITLE-ABS-KEY字段,2025年7月1日检索初得1235条,经范围限定得412条,人工筛后留51条);用Excel做出版指标描述,用Biblioshiny构建作者关键词共现网络并以关联强度标准化与Louvain聚类;对全文做五维迭代编码,多码赋值,最后做跨维交叉分析。无生物样本队列。
研究结果各小节如下。3.1文献计量分析与出版趋势(RQ1):3.1.1出版趋势与载体显示,2017—2020年发文少,2021起激增,中国、意大利领跑,76.5%发于Q1—Q2刊,前五刊为Sustainability(Switzerland)10篇、Journal of Cleaner Production 4篇、IEEE Access 3篇等;3.1.2引文与协作表明51文均引16.8次、180作者、合作指数3.75,多为跨国跨学科合著;3.1.3研究路径分布为仿真建模31.4%、概念/综述29.4%、实证25.5%、案例13.7%,实证落地证据偏少;3.1.4共现网络析出红(自动化—优化—减排)、蓝(IoT—AI—ML—物流协同)、绿(可再生能源—微电网—能效)三簇,社会术语边缘化,区块链与网络安全待整合。3.2 I4.0技术对港口可持续性影响(RQ2):研究人员提出三层框架——技术层(IoT/AI/ML/自动化/区块链等单点能力)、协同层(监测、协调、自动化、决策支持等集成功能)、可持续性层(经济—环境—社会三重底线(Triple Bottom Line,TBL))。结论指出IoT/AI/ML/自动化主要撬动运营效率、能源管理、CO2与温室气体减排;经济维见于吞吐与周转优化,环境维见于排放与能效,社会维仅零散触及安全与培训,劳动力适应与包容显著空缺。
讨论与结论翻译浓缩:研究人员强调I4.0技术不直接产出可持续性,而经集成功能中介;现有文献重心在经济—环境双支柱,社会支柱及实证部署、跨技术治理(如网络安全、5G融合)为显见缺口;所提三层框架为后续理论化提供结构锚点,未来需补强实证案例、面向社会影响评估及技术—制度协同研究。该研究意义在于首次系统桥联“技术簇—集成功能—TBL结果”链条,为智能港口(Smart Port)政策与Port 4.0路线图提供文献基线。